fbusc

Sono un fisico teorico (per la precisione, un informatico quantistico) particolarmente interessato ai fondamenti logici/matematici della meccanica quantistica e delle scienze fisiche in generale. Vivo e lavoro in Giappone da tanti anni. Ultimamente ho scoperto che fare divulgazione in italiano mi piace molto. Ho anche un blog in inglese che però purtroppo non aggiorno con regolarità: https://quantumquia.com/

Last Notes

2026-06-16 17:01:32 UTC

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grazie per la "perla"! 🙏
tutto ciò mi fa venire in mente che questi ultimi mesi sono stati così frenetici che non ho avuto il tempo di scrivere quasi più nulla qui... 😅
cercherò di rimediare presto: mi piace molto l'idea di contribuire, pur nel mio piccolo, al fediverso in italiano

2026-04-09 12:07:52 UTC

Da M.J.W. Hall, "Prior information: how to circumvent the standard joint-measurement uncertainty relation"
The notion that the properties of position and motion are incompatible goes back nearly 2500 years to Zeno of Elea (who resolved the issue by concluding that motion was impossible). However, in classical physics this notion was rejected due to the existence of a consistent model: one can simultaneously define both the position and motion of a classical system by assuming that it follows a (differentiable) continuous trajectory in configuration space. Unfortunately, in the standard quantum formalism there are no such trajectories for physical systems, and a new resolution of the issue is needed.
Trad. L’idea che le proprietà di posizione e di moto siano incompatibili risale a quasi 2500 anni fa, a Zenone di Elea (che risolse la questione concludendo che il moto fosse impossibile). Tuttavia, nella fisica classica questa idea venne respinta grazie all’esistenza di un modello coerente: è possibile definire simultaneamente sia la posizione sia il moto di un sistema classico, assumendo che esso segua una traiettoria continua (e differenziabile) nello spazio delle configurazioni. Purtroppo, nel formalismo quantistico standard non esistono tali traiettorie per i sistemi fisici, ed è quindi necessaria una nuova risoluzione del problema.
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2026-01-25 01:15:49 UTC

Alcuni mesi fa sono stato invitato Miroljub Dugic (Institute of Physics, University of Kragujevac, Serbia) a prendere parte a un sondaggio sul futuro della meccanica quantistica. Di seguito riporto le domande insieme alle mie risposte. Il lavoro completo può essere scaricato da questo linkRitieni che il problema della misura quantistica valga la pena di essere affrontato?
Davvero non ho idea di se o come il problema della misura quantistica possa essere risolto. La teoria quantistica in sé non ha nulla da dire riguardo a una possibile soluzione, quindi, se devo sceglierne una, direi che qualsiasi risoluzione "vera" del problema della misura, ammesso che esista, dovrebbe provenire da una nuova fisica per la quale al momento non abbiamo né indizi né, in un certo senso, alcuna necessità pratica. Il problema sembra dirci più sui limiti delle nostre "narrazioni" che sui limiti del formalismo stesso.Quali direzioni di ricerca ritieni più rilevanti nella teoria e nelle applicazioni?
Ritengo che dovremmo spingere in modo più deciso verso una prospettiva dipendente dall’osservatore, non solo nella teoria quantistica ma nella scienza nel suo complesso, inclusa la cosmologia. Questa idea non è nuova; è antica quanto la scienza stessa. Di tanto in tanto riemerge e, quando lo fa, getta nuova luce sulla fisica, ma viene rapidamente di nuovo oscurata da questa potente illusione che chiamiamo "realtà oggettiva". Mi aspetto (auguro?) che diventino sempre più prominenti le direzioni di ricerca che pongano al centro ciò che un osservatore può inferire e apprendere, e come tali inferenze siano rese possibili o, al contrario, limitate dalla teoria fisica. Un simile approccio potrebbe guidare sia gli sviluppi teorici sia le tecnologie quantistiche.Che cosa ti aspetteresti da una futura teoria post-quantistica?
Se una futura teoria post-quantum dovesse mai emergere, per meritare questo nome dovrebbe discostarsi dalla teoria quantistica almeno quanto la teoria quantistica si è discostata dalla fisica classica. Vale la pena ricordare che l’inadeguatezza della teoria classica fu resa evidente da esperimenti relativamente semplici e a bassa energia alla fine del XIX e all’inizio del XX secolo. Al contrario, e questo è un punto metodologico importante, attualmente non disponiamo di situazioni dimostrate sperimentalmente in cui la teoria quantistica risulti inadeguata. Le questioni aperte che abbiamo sono di natura concettuale o teorica piuttosto che empirica. I regimi in cui la teoria quantistica potrebbe concepibilmente fallire si collocano a scale estreme non ancora accessibili all’esperimento (big-bang, buchi neri, etc). In assenza di indizi empirici concreti, immaginare una teoria davvero nuova diventa estremamente difficile. In questo senso, parlare oggi di una teoria post-quantistica mi pare pericolosamente vicino a una "filosofia da poltrona", svincolata da quegli appigli sperimentali che storicamente hanno guidato tutte le autentiche rivoluzioni teoriche.
Tradotto da #quantumquia
Link al post originale
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#fisica
#fisicaquantistica

2025-12-16 10:28:59 UTC

Post relativamente tecnico, tradotto dalla version in inglese che ho pubblicato sul mio blog.Che cosa significa davvero “macroscopico” nella teoria quantistica?
Una delle difficoltà persistenti nel discutere l’emergenza dell’irreversibilità macroscopica a partire dalla dinamica quantistica microscopica è che spesso parliamo di “stati macroscopici”, “operazioni macroscopiche” o “correlazioni macroscopiche” senza una definizione pienamente soddisfacente di che cosa significhino davvero questi termini.
Questo lavoro nasce da un problema molto concreto legato alla seconda legge della termodinamica. In un lavoro precedente abbiamo mostrato che, per un sistema quantistico isolato, l’entropia macroscopica non aumenta se e solo se il sistema rimane in uno stato macroscopico durante tutta l’evoluzione. Il problema era che, a quel punto, “stato macroscopico” era definito solo in modo implicito. Questo rendeva difficile spingere oltre la discussione, perché non era chiaro quali fossero le proprietà strutturali, algebriche o operative di tali stati.
L’obiettivo di questo lavoro non è quindi introdurre un’ennesima entropia, ma capire la macroscopicità in sé in modo preciso. Volevamo una definizione che fosse al tempo stesso algebrica, costruttiva e operativa, e che potesse fungere da base solida per discutere l’emergenza.Macroscopicità come confine inferenziale
Uno dei messaggi principali dell’articolo è che la distinzione tra “macro” e “micro” non è assoluta. Dipende dall’osservatore. Questa affermazione va presa in un senso molto letterale e sobrio.
Per osservatore non intendiamo nulla che abbia a che fare con il problema della misura o con la coscienza. Intendiamo semplicemente una specificazione di quali grandezze fisiche possono essere misurate simultaneamente. Queste sono ciò che già von Neumann chiamava osservabili macroscopiche. Prima di discutere di emergenza, è necessario chiarire quali variabili si stanno effettivamente considerando.
Una volta fatta questa scelta, la distinzione tra gradi di libertà macroscopici e microscopici coincide esattamente con un confine tra ciò che può essere inferito e ciò che non può essere inferito. Date le variabili misurate e una certa informazione a priori, alcuni dettagli microscopici possono essere retrodedotti dai dati macroscopici, mentre altri sono irrimediabilmente persi. Ciò che conta come macroscopico è determinato da questo confine inferenziale.
Non è che le variabili macroscopiche emergano per prime e quelle microscopiche siano nascoste sotto. Al contrario, è la scelta delle variabili macroscopiche che decide che cosa è macro e che cosa è micro.
È interessante notare che questa prospettiva inferenziale e retrodittiva non è stata imposta dall’esterno. È emersa naturalmente dalla matematica. A posteriori, questo è stato particolarmente significativo, soprattutto alla luce di lavori recenti sul ruolo di predizione e retrodizione nelle relazioni di fluttuazione.Dall’entropia osservazionale al deficit osservazionale
L’entropia osservazionale cattura già una parte importante di questa storia. Spiega come l’entropia possa aumentare sotto dinamiche unitarie quando ci si limita a osservazioni macroscopiche. Tuttavia, nella sua formulazione standard, essa si basa su una distribuzione a priori uniforme.
Questa è una limitazione seria. In contesti termodinamici, una distribuzione termica è spesso la scelta naturale. In sistemi di dimensione infinita, lo stato uniforme può addirittura non esistere. Per questo motivo abbiamo introdotto la nozione di deficit osservazionale, definita rispetto a un prior arbitrario.
Concettualmente, il deficit osservazionale misura quanta informazione su uno stato viene persa quando si passa da una descrizione microscopica ai dati macroscopici, tenendo conto della conoscenza a priori dell’osservatore.
Gli stati macroscopici sono allora esattamente quelli per cui questo deficit si annulla. Sono gli stati che possono essere perfettamente retrodedotti dai soli dati macroscopici.Sistemi di riferimento inferenziali e MPPP
Un risultato tecnico centrale dell’articolo è l’esistenza e unicità di quello che chiamiamo il massimo post-processing proiettivo (MPPP) di una misura, rispetto a un dato prior. Questo oggetto ha un ruolo concettuale fondamentale.
Il risultato mostra che ogni osservatore, definito da una misura e da un prior, può essere rappresentato da una misura proiettiva appropriata. Questa misura proiettiva cattura esattamente l’informazione che è inferenzialmente accessibile. Per questo motivo la interpretiamo come un sistema di riferimento inferenziale.
Così come un sistema di riferimento di simmetria determina quali sovrapposizioni sono fisicamente significative, un sistema di riferimento inferenziale determina quali distinzioni tra stati sono significative a livello macroscopico. È questa struttura che decide che cosa conta come macroscopico e che cosa conta come microscopico per un dato osservatore.Una teoria delle risorse della microscopicità
Una volta identificati chiaramente gli stati macroscopici, è naturale chiedersi che cosa renda uno stato più microscopico di un altro. Rispondere a questa domanda richiede più di una semplice classificazione. Richiede un quadro operativo.
Per questo abbiamo sviluppato una teoria delle risorse della microscopicità. In questa teoria, gli stati macroscopici sono gli stati liberi e la microscopicità è la risorsa. Il quadro costringe a pensare in termini di operazioni che non generano microscopicità e a chiarire che cosa sia realmente in gioco quando i dettagli microscopici diventano rilevanti.
Un risultato importante è che diverse teorie delle risorse ben note emergono come casi particolari. Coerenza, atermicità e asimmetria si inseriscono naturalmente in questo quadro una volta fatte opportune scelte di misure e prior. Vedere queste teorie come istanze della microscopicità fornisce un’interpretazione operativa unificata e chiarisce, per esempio, il significato fisico della distinzione tra coerenza “speakable” e “unspeakable”.Correlazioni dipendenti dall’osservatore
La stessa prospettiva può essere applicata alle correlazioni. Entanglement, discord e nozioni affini sono spesso trattate come proprietà assolute degli stati. I nostri risultati supportano una visione diversa. La visibilità e l’utilità delle correlazioni dipendono dal sistema di riferimento inferenziale dell’osservatore.
Questo non è particolarmente sorprendente, ma è importante. Molta della discussione sul ruolo dell’osservatore nella teoria quantistica riguarda le relazioni tra osservatori diversi. Prima di affrontare quel problema, è necessario capire come appaiono le correlazioni dal punto di vista di un singolo osservatore con accesso limitato.
Il nostro quadro fornisce un punto di partenza per questa analisi e potrebbe, in prospettiva, portare a qualcosa come una teoria della relatività dei sistemi di riferimento inferenziali.Che cosa rende possibile questo lavoro
A un livello generale, questo lavoro fornisce una soluzione rigorosa a un problema matematico di base: che cosa significa che uno stato, un’operazione o una correlazione siano macroscopici?
Senza una risposta precisa a questa domanda, le discussioni sull’emergenza del comportamento macroscopico rischiano di rimanere vaghe. Con questa risposta, possiamo finalmente dire di che cosa stiamo parlando. Questo non risolve da solo il problema dell’emergenza, ma chiarisce il linguaggio e la struttura necessari per affrontarlo in modo significativo.
L’articolo si intitola Macroscopicity and observational deficit in states, operations, and correlations ed è apparso su Reports on Progress in Physics un mese fa. L'articolo è disponibile gratis su arXiv.
@fisica
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#fisica
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#quantumquia

2025-12-14 12:59:35 UTC

La conoscenza umana, quella scientifica in particolare, evolve a salti: ogni tanto capitano discontinuità improvvise e impreviste, spesso suggerite da risultati sperimentali "inaspettati". Da fisico teorico mi viene in mente, ad esempio, l'effetto fotoelettrico.
Facciamo un esperimento mentale. Se avessimo potuto creare un LLM con tutto il sapere umano, ma prima che tale discontinuità sperimentale fosse stata scoperta, il modello non avrebbe mai potuto anticipare la nuova scienza.
Sarò naif, ma questo argomento per me basta a confutare tutte le farneticazioni per cui gli LLM potrebbero diventare un giorno intelligenze "semi-divine" e accompagnarci verso nuove mirabolanti tecnologie.
Questi discorsi farneticanti dimenticano che la scienza avanza non solo per inferenza logica, ma anche (e soprattutto!) per botte di... ehm... fortuna!

2025-12-13 10:43:48 UTC

Ho appena ricevuto da una rivista Springer (indicizzata da tutti i motori principali) un articolo da visionare che era chiaramente generato da un LLM, con teoremi inesistenti, dimostrazioni mancanti e riferimenti bibliografici inventati. La rivista usa la revisione double blind. Capite dov'è il problema? Si lancia il sasso e si nasconde la mano...
Per la serie: se va bene, bene; se mi beccano, tanto non sanno chi sono.
Ormai la guerra è iniziata. Fate ballar l'occhio!

2025-11-10 00:59:35 UTC

È divertentissimo leggere E.T. Jaynes, in particolare i suoi ultimi lavori. Questo passaggio è da "The Gibbs Paradox". Si può scaricare qui.
There is a school of thought which militantly rejects all attempts to point out the close relation between entropy and information, claiming that such considerations have nothing to do with energy; or even that they would make entropy subjective and it could therefore have nothing to do with experimental facts at all. We would observe, however, that the number of fish that you can catch is an objective experimental fact; yet it depends on how much subjective information you have about the behavior of fish.
Traduzione in italiano:
Esiste una corrente di pensiero che respinge con forza ogni tentativo di evidenziare la stretta relazione tra entropia e informazione, sostenendo che tali considerazioni non abbiano nulla a che fare con l’energia; o persino che renderebbero l’entropia soggettiva, e che quindi non potrebbe avere alcun legame con i fatti sperimentali. Osserviamo, tuttavia, che il numero di pesci che si possono catturare è un fatto sperimentale oggettivo; eppure dipende da quanta informazione soggettiva si possiede sul comportamento dei pesci.
#SecondLaw #SecondaLegge #Jaynes #Entropy #Fisica #Termodinamica #Thermodynamics
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2025-10-30 09:06:45 UTC

Spesso si cita il "peer-review system" usato in ambito scientifico (cioè, gli articoli prima di essere pubblicati dovrebbero essere scrutinati e approvati da altri scienziati) come sistema che produce risultati affidabili.
Niente di più lontano dalla realtà. Purtroppo.
C'è una quantità pazzesca di articoli che vengono scritti ogni giorno, ogni ora, e sempre meno ricercatori che abbiano voglia/tempo per controllare gli articoli altrui. E la forbice si sta allargando sempre di più.
E nota: sono proprio i ricercatori più giovani, cioè quelli il cui futuro più dipende da un sistema di peer-review sano, a disertare. Forse perché sono spesso costretti a scrivere e scrivere. Mentre l'attività di refereeing non viene adeguatamente considerata.
Risultato: moltissimi articoli, anzi direi a occhio e croce la maggioranza, vengono pubblicati senza che nessuno si sia davvero mai preso la briga di controllarli.
La situazione varia da settore a settore, da rivista a rivista, ma la situazione generale è drammatica.
L'intero sistema si sta rompendo, o forse si è già rotto, non saprei.
Certo è che il proliferare dell'uso di LLM farà più danni che altro.

2025-10-26 06:37:40 UTC

Un altro tema che era stato votato nel sondaggio di qualche tempo fa è il "teletrasporto quantistico".
Parlando di "teletrasporto", a chiunque viene in mente l'immagine visiva di un oggetto/persona che si "smaterializza" da una parte per "rimaterializzarsi" da un'altra. L'abbiamo visto tutti tante volte in film, telefilm, fumetti, etc.
Credo però sia ovvio a chiunque che questa fantasia non sta in piedi per molti motivi. L'intuito ci porta a immaginare che qualcosa di "materiale" venga trasferito durante il teletrasporto. Anche il verbo usato (il famoso "Beam me up, Scotty!" di Star Trek) è un indizio chiaro che il teletrasporto è immaginato, prima di tutto, come "trasporto di qualcosa". Ma per trasportare qualcosa c'è bisogno prima di tutto di un "mezzo di trasporto". E ancora: che cosa è che viene trasportato nel tele-trasporto? Particelle? Etere? Ectoplasma? E il trasporto non può essere istantaneo. Servirebbe del tempo. E anche energia.
Insomma, non può funzionare. Punto. Però...Si! Può! Fare!
Nel 1993, viene pubblicato un articolo dal titolo "Teleporting an Unknown Quantum State via Dual Classical and Einstein-Podolsky-Rosen Channels". Diventa immediatamente un classico: un articolo rigoroso, profondo ma semplice allo stesso tempo, con implicazioni non solo per la scienza fondamentale ma anche (e, col senno di poi, direi soprattutto) per la tecnologia. Ed è anche uno dei primi articoli di fisica teorica a fare esplicitamente l'occhiolino ai nerd della fantascienza di tutto il mondo... E, in effetti, è considerato uno degli articoli di fisica più importanti degli ultimi 50 anni.
Ma se il teletrasporto non può funzionare, che cosa sta succedendo? Qui a essere teletrasportato non è né un oggetto né, tantomeno, una persona; e nemmeno una particella, ma "solo" l'informazione riguardo il suo "stato". E che cos'è uno stato? Domanda da un miliardo di dollari! Mi limito a dire che c'è chi si accapiglia ancora, e con foga, su questa definizione. Dal mio punto di vista, lo "stato" può essere pensato semplicemente come una funzione matematica che ci permette di fare previsioni (calcolare valori di aspettazione) logicamente consistenti per qualunque proprietà fisica del sistema.Fine-print
Quindi: il teletrasporto quantistico è il protocollo che permette di trasferire uno stato quantistico qualunque da una particella in un posto a una particella in un altro posto. Alcune precisazioni importanti:
lo stesso protocollo, lo stesso "apparecchio", funziona per qualunque stato, proprio come il comando di terminale "copy" copia qualunque file da una cartella a un'altra;
il trasferimento non è istantaneo, ma richiede il trasferimento di bit (classici!) dal trasmettitore al ricevente: no grandparent was harmed in the process;
il trasmettitore e il ricevente devono prima aver aperto un "canale privato" affinché il protocollo possa avvenire; il teletrasporto non può avvenire in un posto scelto all'ultimo minuto.
Il fatto che un canale privato debba essere aperto in anticipo credo suoni familiare a chi si interessa di computer e sicurezza digitale. Occhio però che il canale da aprire è un canale quantistico, non classico. I bit che devono essere inviati per completare il teletrasporto sono completamente random, non contengono alcuna informazione riguardo lo stato che deve essere teletrasportato. Quelli quindi possono essere comunicati pubblicamente. Quello di cui il trasmettitore e il ricevente hanno bisogno è uno "stato entangled", quello che nel titolo dell'articolo viene chiamato "EPR channel".Esiste anche un teletrasporto classico!
Spiegare che cos'è l'entanglement però esula da ciò che intendo raccontare in questo post. Mi riservo di parlarne più avanti. Quello che mi sembra più interessante e che voglio dire qui è che: il "teletrasporto" non è necessariamente qualcosa che esiste solo in meccanica quantistica. Esiste un teletrasporto interamente classico!
È il protocollo crittografico che viene chiamato "One-Time Pad" o "Cifrario di Vernam". Guardiamo che cosa succede in quel caso: due agenti "aprono" un canale privato, condividendo una grossa quantità di bit casuali, la "chiave". Quando poi un agente deve comunicare all'altro un messaggio segreto, quello che fa è prendere il messaggio originale (espresso in bit) e sommare a ciascuno di questi bit i bit random condivisi prima. Il messaggio risultante appare quindi completamente random a chiunque lo intercetti senza avere accesso alla chiave condivisa in anticipo. Il messaggio originale è stato quindi "teletrasportato" da un agente a un altro inviando solo bit perfettamente random.
Delusi? In effetti, l'analogia è perfetta. Avrebbero potuto benissimo usare il nome "quantum one-time pad" invece di "quantum teleportation" ed evitare così un sacco di pubblicità. (Ma perché, poi?)
Ora il teletrasporto quantistico è considerato un protocollo di fondamentale importanza per le comunicazioni quantistiche. Adesso ci sono satelliti che (questi sì fanno "beam!") sparano un paio di fotoni entangled in due posti diversi sul globo, i quali possono poi usarli per trasferire stati quantistici e/o dati classici in totale sicurezza. Il teletrasporto quantistico però ha applicazioni anche nei computer quantistici, come mezzo di comunicazione tra diverse parti del circuito, incluse parti che usano tecnologie diverse, come ottica quantistica o qubit superconduttivi.
Per oggi credo possa bastare. Fatemi sapere se ci sono punti oscuri o altri che vorreste approfondire. Tempo permettendo, cercherò di rispondere. Trovo che fare divulgazione è un ottimo esercizio. Se poi ciò che scrivo risulta interessante anche ad altri è molto incoraggiante.
Alla prossima!
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#fisica
#fisicaquantistica
#quantumquia

2025-10-16 13:36:17 UTC

Il Principio di Indeterminazione
È il principio per cui, in poche parole, non ci è dato di sapere tutto. Ci sono "cose" che dobbiamo rinunciare a conoscere, se vogliamo essere in grado di conoscerne altre. Detto così, il famoso principio di indeterminazione sembra nient'altro che una massima da quattro soldi. Il punto è che il suo contenuto è un rigoroso teorema matematico che descrive una legge di natura della cui validità abbiamo dimostrazione ogni giorno. (Ad esempio, i semiconduttori, i transistor, e quindi i microprocessori esistono perché, grazie al principio di indeterminazione, esiste il cosiddetto "effetto tunnel", senza il quale, addio computer!)
Scrivo questo post (piuttosto di getto e senza uso di LLMs; troverete quindi piccoli errori qua e là e forse poca coerenza; ma prendente tutti questi come prova che dietro c'è un essere umano "vero" a pigiare i bottoni della tastiera) per cercare di spiegare il contenuto profondo del principio.L'idea di base è piuttosto semplice
Immaginiamo di voler vedere dove si trova un certo oggetto. Dobbiamo interagire con questo oggetto in qualche modo per conoscerne la posizione. Ad esempio, possiamo illuminarlo con un fascio di luce, elaborare la luce riflessa dall'oggetto nei nostri occhi, e infine inferire, in questo modo, la posizione dell'oggetto. Altri metodi di misura che non usino direttamente la nostra vista sono certamente possibili, ma se ci si pensa anche solo un attimo, si capisce immediatamente che, senza interazione, non ci può essere misura. Punto.
Serve quindi un'interazione. Quando uno ha capito questo, ha capito (quasi) tutto. Perché? Immaginiamo che l'oggetto che stiamo misurando sia piccolo, molto piccolo, microscopico. Così piccolo e leggero che anche solo la luce, anche solo il più flebile raggio di luna, può farlo volare via, lontano dal punto dove si trovava un attimo prima.
E questa non è soltanto un'immagine pedagogica. È letteralmente (termine da prendere sempre con le pinze, ma lasciatemelo passare) ciò che succede quando misuriamo la posizione di una particella subatomica. Ed è questo anche l'esempio cardine attorno al quale si sviluppa il famosissimo articolo che Werner Heisenberg pubblicò nel 1927, a soli 26 anni. Un articolo molto impreciso, sia dal punto di vista fisico che matematico, ma geniale nel cogliere il significato pratico/sperimentale di una proprietà puramente algebrica, quale è la non-commutatività dell'anello delle matrici. (E lasciamo pure che queste ultime parole cadano nell'oblio del Fediverso.)
Il ragionamento che Heisenberg segue è più o meno questo: più precisa è la misura che faccio della posizione della piccolissima particella, più forte deve essere il fascio di luce che uso per illuminarla, e quindi più forte deve anche essere il rinculo che la particella subisce. Tutto questo proprio perché ne sto misurando la posizione. E per quanto io possa cercare altri modi per misurarne la posizione, niente da fare: in un modo o nell'altro, un rinculo salterà sempre fuori.
Ed è così che, con due conti in croce (nell'articolo di Heisenberg la matematica è a un livello minimo), l'intuizione diventa principio: per conoscere la posizione della particella "adesso", devo necessariamente abbandonare ogni speranza di conoscerne la posizione "dopo", perché il rinculo che subisce è puramente casuale e non predittibile.Non uno solo, ma tanti principi di indeterminazione
L'articolo di Heisenberg, fin da subito, ha motivato altri ricercatori (come Kennard e Robertson, ma anche Schrödinger) a cercare di riformulare le medesime idee in modo più rigoroso. E come spesso accade quando si fanno le cose per bene, con calma e con gesso, si capisce che l'idea iniziale, per quanto geniale, era essenzialmente sbagliata: la famosa relazione ∆x∆p≥ħ, che Heisenberg interpreta come "il prodotto dell'errore nella misura per l'entità del rinculo risultante deve essere maggiore di una certa costante" (cioè: se vogliamo ridurre l'errore, dobbiamo aumentare il rinculo), ha in realtà tutt'altra interpretazione.
L'interpretazione più corretta (o più noiosa, a seconda dei punti di vista; e, anche qui, lasciatemi semplificare; la storia dell'interpretazione di questa relazione è lunghissima e assai ramificata e continua tutt'ora) è che il principio d'indeterminazione in tal forma non si riferisce ai limiti della misura, ma ai limiti della preparazione di un sistema: non è possibile preparare un sistema in uno stato tale per cui sia la sua posizione sia la sua velocità siano a noi note con precisione arbitraria. Tradotto: piazzare una particella quantistica in un punto molto preciso è come cercare di schiacciarvi dentro una molla che schizzi via a caso appena la lasciassimo andare. Quindi, ancora: se vogliamo conoscere la posizione con certezza adesso, dobbiamo rinunciare a conoscerla dopo.
Ma allora, è possibile formulare un principio di indeterminazione per la misura, proprio come Heisenberg aveva in mente? Certo. Forse il tentativo più famoso di estendere la relazione di Heisenberg in modo tale da descrivere una misura vera e propria e non soltanto una preparazione, è quello che Masanao Ozawa propose circa trenta anni fa, ma a cui non è stato ancora dato un definitivo nulla osta da parte della comunità scientifica. E per spiegare il perché di questo, devo entrare in un ginepraio in cui le cose si complicano e diventano decisamente bizzarre.Il problema
Il problema grosso in tutto questo ragionamento è proprio all'inizio, esattamente nella definizione di "errore" nella misura. Tipicamente, noi lo penseremmo come differenza tra valore "vero" e valore misurato. Conciossiacosaquandofosseché... in meccanica quantistica "ortodossa" il concetto di "valore vero", nel senso di "valore vero preesistente l'atto di misura", è una specie di bestemmia che merita immediata scomunica. (Tutti i virgolettati qui sono d'obbligo.)
Mentre possiamo sicuramente dire che un dado lanciato e immediatamente coperto ha comunque un valore ben definito nonostante nessuno l'abbia ancora guardato, la stessa cosa non può essere detta per una misura quantistica. Non possiamo dire, a meno di aprire un vaso di Pandora di problemi matematici, logici e concettuali, che lo spin di un elettrone ha un valore vero, per quanto ignoto, prima che qualcuno lo misuri.
Seguendo una certa (ma maggioritaria) interpretazione della meccanica quantistica, è come se fosse l'atto di misura stesso a "creare" il valore della proprietà che viene misurata, nel momento in cui viene misurata, e non prima.
Questo aspetto della meccanica quantistica è assolutamente contrario a ogni intuizione che noi esseri umani abbiamo. Einstein lo trovava ripugnante e ha cercato fino all'ultimo di dimostrarne l'assurdità: "Dio non gioca a dadi." e ancora "La luna è davvero là anche quando non la guardo?" Ma anche Schrödinger: "Il gatto nella scatola diventa uno zombie dopo un po' se non la apro?" E Wigner: "Ma se nessuno misura il misuratore, come può quest'ultimo essere sicuro di aver misurato alcunché?" Sembra un circolo vizioso dal quale è difficile uscire...
Questa però è un'altra storia, la storia del famoso "problema della misura", e io adesso sono anche un po' stanco. Credo che per oggi possa bastare.
Alla prossima!
@nprofile…khhp
#fisica
#fisicaquantistica

2025-10-09 12:33:55 UTC

Qual è il modo più semplice per passare da miglia a chilometri?
Usa Fibonacci!
1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ...
2 miglia sono circa 3 chilometri
3 miglia sono circa 5 chilometri
...
21 miglia sono circa 34 chilometri
e più la distanza diventa lunga, più l'approssimazione è corretta.
Perché la serie di Fibonacci tende al rapporto aureo 1.618 che è molto vicino al rapporto 1 miglio = 1.609 chilometri
#sapevatelo